第18章-水厂设计-12-13-2...ppt

1、第18章 水厂设计,水厂设计要求和原则 水厂厂址选择 给水处理厂工艺流程与主要构筑物的选择 水厂的平面及高程布置 水厂的生产过程监控与自动控制 给水处理工艺系统设计计算实例,18.1 水厂设计要求和原则,水厂设计要求： (1) 基本建设程序 (2) 各设计阶段要求（可行性研究、初步设计、施工图设计） 设计原则： (1) 水处理构筑物的生产能力； (2) 按近期设计，考虑远期发展； (3) 检修或事故时仍能满足用水要求（主要设备备用、处理构筑物可在设计允许范围内提高运行负荷）； (4) 妥善确定水厂自动化程度（保证供水水质、降低药耗和能耗）； (5) 合理设置排泥管、放空管、溢流管、压力冲洗设备

2、等； (6) 考虑安全、防冻等问题。,厂址选择应通过方案比较，即 技术上：供水安全、管理方便 经济上：造价与管理费用最低 一般应考虑以下几点: (1) 最好有自然坡度，这样有利于构筑物高程布置。,18.2 水厂厂址选择,(2)有良好的地基，承载能力大，地下水位低。这样可以降低工程造价和便于施工。 (3)安全：不受洪水威胁，以战备角度看，不要设在目标显著的地方（如大桥附近）。 (4)卫生条件好：为防止污染，一般建在城市上游，并位于工业区主导风的上方。 (5)排污方便。为此水厂应设在地势较高并靠近河道的地方。 (6)交通方便；靠近电源，以利于施工管理和降低输电费用。 (7)不占良田或少占良田。 (

3、8)有发展余地。,(9)布置合理 1）当水源离用户较近时，水厂设在水源附近； 2）当水源和用户相距较远时，有三种布置： 水厂靠近水源 优点：便于管理；节约水厂自用水源的输水费用；排泥方便。 缺点：水厂至用户管径较大（因按最大日最大时计算），承受的压力较高，从而使管道造价高。 适用于：输水管不太长的情况。 水厂靠近用户，其优缺点与相反。 适用于：输水管较长的情况。 水厂位于中途。当地形可以利用时，可采用此种情况。,18.3 给水处理厂工艺流程与主要构筑物的选择,选择依据 用水对水质的要求； 设计规模； 自然条件：地形、地质； 供应与施工条件; 运行经验与管理水平。,18.3.1生活饮用水处理工艺

4、 由于水源不同，水质 各异，饮用水处理系统的组 成和工艺流程由多种多样。以地表水作为水源时，处 理工艺流程中通常包括混合、絮凝、沉淀或澄清、过 滤及消毒。工艺流程见图181。,图181 地表水常规处理工艺流程,当原水浊度较低（一般在50度以下）、不受工业废水污染且水质变化不大者，可省略混凝沉淀（或沉淀）构筑物，原水采用双层滤料或多层滤料滤池直接过滤，也可在过滤前设一微絮凝池，称为微絮凝过滤。工艺流程见图182。,当原水浊度高，含沙量大时，为了达到预期的混凝沉淀（或澄清）效果，减少混凝剂用量，应增设预沉池，工艺流程见图183。,18.3.2受污染水源处理工艺,若水源受到较严重的污染，按目前行之有

5、效的方法，可在砂滤池后再加设臭氧/活性炭处理，如图184。,受污染水源还有其他处理工艺。例如有的在常规处理工艺前增加生物预处理；有的在常规处理工艺中投加粉末活性炭等。图185为增加生物预处理工艺图。,18.3.3 生活污水回用工艺,回用水处理工艺流程 1.优质杂排水水和杂排水为回用水水源的水处理工艺流程 （1）物理化学处理,（2）生物处理与物理化学处理 2. 生活排水为回用水水源的水处理工艺流程 （1）二段生物处理,（2）生物处理与物化处理结合,18.3.4 构筑物选型 1.小型水厂（3万m3/d以下） 斜管沉淀池普通快滤池（或双阀滤池） 水力循环澄清池无阀滤池 2.中型水厂（310万m3/d

6、） 机械搅拌澄清池 或脉冲澄清池 斜管沉淀池 普快滤池（双阀滤池）,虹吸滤池,3.大型水厂（10万m3/d以上） 平流沉淀池 脉冲澄清池虹吸滤池,普快滤池（双阀滤池） V型滤池 移动罩滤池,18.4.1 平面布置 （一）内容： 1.构筑物、建筑物定位： (1)生产性构筑物和建筑物，包括处理构筑物（反应、沉淀或澄清、过滤池），清水池，二泵房、加氯间等。 (2)辅助建筑物 生产性：包括化验室、修理间、仓库、车库等。 生活性：包括办公楼、食堂、浴室、职工宿舍等。,18.4 水厂的平面及高程布置,2.管线定位： 连接线构筑物之间的连接线 给水管水厂本身用水管 排水管水厂本身排水管 雨水管 加矾、加氯管

7、 3.道路、围墙、绿化、供电线路布置,（二）布置要求 1.布置紧凑、便利管理 （1）按流程顺序排列，而且流程与供水方向 一致； （2）有关构筑物或建筑物组合或靠近，归纳 为“三个组合”，“两个靠近”即：,2.充分利用地形，这样可以减少挖填方及施工费用。 如：沉淀池应布置在高处，清水池应布置在低处 3.各构筑物连接管（渠）应简捷、顺直，同时也要考虑到检修、施工方便。此外，还要设置必要的超越管，以利安全生产。 4.厂内排污力争重力排除（如条件不允许，也可采用排污泵排除）。 5.生产区与生活区应分开，以便安全生产。 6.建筑物布置应注意朝向、风向。,7.应考虑露天堆放场，堆砂场，堆煤场 8.留有扩建

8、余地 9.厂内交通方便 通往仓库、修理间、堆砂场、泵房等应设车行道，宽3.54m，转弯半径6m。通过一般建筑物，应设人行道，宽1.52m。 10.厂容美观，充分绿化。,水厂平面布置一般均需提出几个方案进行比较，以便确定在技术经济上较为合理的方案。图186为水厂平面布置一例。,（一）内容 水面高程 池顶高程 池底高程 给水管以管中为准 排水管以管底为准 设计地面高程,管线高程,18.4.2 高程布置 在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。两构筑物之间水面高差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身，连接管道、计量设备等水头损失在内。水头损失应通过计算确定，并留有余地。,（二）依据 1.地形标

9、高设计底面高程 2.构筑物及连接管路水头损失 （1）构筑物水头损失，与其形式构造有关， 查表 （2）连接管水头损失，应通过水力计算求得,估算可查表。,（三）确定高程 有了以上各项水头损失，就可以确定高程。各构筑物水面高程各构筑物各部分高程。一般从絮凝池水面开始（也可从清水池水面开始）其他构筑物水面高程，然后由超高池顶高程； 由有效水深池底高程。,图237为图236中构筑物高程布置图。各构筑物之间 水面高差由计算确定。,18.5 水厂的生产过程监控与自动控制,水厂内检测仪表的设置 水厂自动化设计要求,18.6 给水处理工艺系统设计计算实例,18.6.1 水厂工艺流程选择 根据水源水质情况和该市自

10、来水公司现有水厂的生产运转经验，决定近期和二期仍采用常规处理工艺，远期考虑增加生物预处理和深度处理工艺。同时，为了节约投药量，提高水厂自动化水平，决定采用已较成熟的自动加矾、加氯技术。在常规处理工艺中，注意选择适合水源水质、水厂规模和地形特点，并有利于提高出厂水水质的处理构筑物。这些构筑物主要包括：隔板、折板组合式絮凝池、平流式沉淀池和V型滤池。此外，为了保护水源，沉淀池排泥水和滤池反冲洗水均进入回收水池浓缩，上清液回收，下部沉泥用来回填水厂及其周围洼地。,18.6.2 水厂主要构筑物设计,混合 2. 絮凝与沉淀池 图18-8 絮凝沉淀池平面图,3. 滤池及反冲洗系统 图18-9 V型滤池剖面

11、图,4. 清水池 清水池有效容积按设计规模的10%计算，近期设10000 m3清水池1座，采用钢筋砼结构，有效水深取4.2m。 5. 送水泵房 土建设计规模为30万m3/d，近期设备安装按10万m3/d考虑。时变化系数取1.36，出厂压力取20.028.0m，一期安装卧式离心泵机组3套，1大2小，其中1台为调速水泵。 6. 加矾、加氯系统,18.6.3 水厂总体布置,1 构筑物布置 图18-10 水厂平面布置图,图18-11 水厂高程布置图,2 厂内排水 厂内生活污水与雨水采用分流制，雨水就近排入水体，污水近期排入化粪池，溢流水进入农灌系统。待城市下水道形成以后改道排入城市下水道。 生产废水(

12、滤池反冲洗水及沉淀池排泥水)排入回收水池，其上清液回收，下部沉泥用来回填洼地。,18.6.4自控系统设计,1、控制系统的组成 全厂设中控室及取水泵房、加矾加氯、回收泵 房与反应沉淀池、V型滤池和送水泵房等5个PLC （可编程逻辑控制器）子站，考虑到系统尽可能分 散的原则，在滤池单池设有PLC控制台。 各PLC站均由一块电源模块，一块CPU（中央 处理器）模块，一块通讯模块以及若干块输入输出 （I/O）模块组成。 中控室由2台分别用于生产管理与监控的entiumi II 400计算机及2台Epson彩色打印机组成。,2 控制原则 1) 依据PLC I/O模块，涉及PLC自控的设备，均可通过 在机

13、旁控制箱手/自动转换开关、在PLC站操作面板XBT上 Local/Remote设置来实现机旁控制箱、PLC站XBT、中控 室监 控计算机三地控制。 2) PLC站XBT上均能够显示与设置该站现场操作所涉 及到的所有自控设备、仪表等运行参数上下限报警值，同时 这些参数均可通过网络线传输到中控室监控计算机，由它来 进行控制。 3) 每个PLC站均设置2个复们按钮（警铃复位、故障复 位）、1个警铃、1个故障指示灯。任何自控设备故障由该 PLC站的警铃、故障指示灯报警。在故障解除后，方可通过 PLC站XBT、中控室监控计算机复位，若未复位故障报警 ，该设备不能运行。,3 中控室计算机监控系统 中控室监

14、控计算机采用Windows NT 操作系统，与各 PLC站之间通过ETHERWAY通讯联络实现资源共享，各 PLC站之间通过FIPWAY联络除了对本站设备进行操作显示外，还可了解其他站的情况。所用监控软件为TOUCH， 该软件人机界面好，能根据需要画链接，比较直观。中控室监控计算机设有取水泵房、加矾间、加氯间、反应沉淀池、回收泵房、V型滤池、公共冲洗泵房、送水泵房、自动化总览、10kV一次系统、660V一次系统、低压系统等窗口。另外INTOUCH软件还具有实时、历史趋势功能，能够了解生产参数的动态情况，便于生产调度管理。此外在中控室设有打印机，用于实时报警打印及生产报表打印。,18.6.5 运行结果与设计特点,1、运行结果 水厂运行已几年，取水泵房、回收泵房、送水泵房水泵机组能完全按程序自动开/停